JPH048406A - 主軸装置 - Google Patents

主軸装置

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JPH048406A
JPH048406A JP11261790A JP11261790A JPH048406A JP H048406 A JPH048406 A JP H048406A JP 11261790 A JP11261790 A JP 11261790A JP 11261790 A JP11261790 A JP 11261790A JP H048406 A JPH048406 A JP H048406A
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Shiro Murai
史朗 村井
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、マシニングセンタ等の主軸装置に関し、特に
皿ばねの影響による主軸の振れを防止するようにしたも
のに関する。
[従来技術] 従来、マシニングセンタ等の主軸装置においては、工具
ホルダーを着脱自在に装着するために、主軸内部にクラ
ンプロッドな軸方向に進退自在に支持し、このクランプ
ロッドの先端部には工具ホルダーのプルスタッド部をク
ランプするクランプポール等を有し、クランプロッドの
進退動によって工具ホルダーのクランプ、アンクランプ
を行っている。そして、一般にこのクランプロッドを常
時クランプ方向に付勢するために主軸内部に皿ばねがク
ランプロッドに嵌挿された状態で内蔵されている。
[発明が解決しようとする問題点] この皿ばねの内径には上記クランプロッドが摺動自在に
挿通され、また皿ばねの外径は主軸内径に対しある隙間
を介して嵌合されている。
しかし、一般の加工技術では主軸内径部を精度よく仕上
げるのは困難であり、このため主軸内径と皿ばね外径と
の闇でその加工誤差分の隙間を含めた比較的大きな隙間
が形成される。
よって、主軸の高速回転時には皿ばね自身のアンバラン
スにより遠心力でクランプロッドが主軸内径と皿ばね外
径間の上記隙間範囲で曲げられ、結果として主軸全体と
してのアンバランスがさらに大きくなり先端の工具に大
きな振れを生じることになる。
特に、周辺装置との関係から主軸の長さを長くとる必要
のある場合、クランプロッドも長くなりそれに伴い皿ば
ねのアンバランスによる影響を大きく受け、クランプロ
ッドの曲げが大きくなり、回転時の主軸の振れを抑える
ことができずバランスを良好に保つことは極めて困難で
あった。このために、高精度でかつ安定した加工が行え
なかった。
そこで、本発明は、皿ばね全長の中間部付近にクランプ
ロッドに嵌合させて振止め用の環状部材を設け、この環
状部材を常に主軸中心と同心となるように支持すること
により、主軸回転時皿ばねによる影響を受けず主軸のア
ンバランスを防止し、上記問題点を解決することを目的
とするものである。
E問題点を解決するための手段] すなわち、本発明は、主軸内部に環状部材を皿ばね闇に
挟まれた状態でクランプロッドに軸方向移動可能に嵌挿
し、この環状部材を主軸内で主軸中心と同心状態に保持
するように構成したものである。
[作用] これにより、主軸回転時、例え皿ばねがその外径方向へ
主軸内径との間の隙間範囲で曲がりアンバランスが生じ
たとしてもその内径に挿入されているクランプロッドは
環状部材により主軸に対し常に心出し状態で保持されて
いるため、クランプロッドは皿ばねの影響を受けること
なく曲がりが抑えられ、よって皿ばねによる主軸のアン
バランスが防止される。
[実施例] 以下、本発明の具体的一実施例を図面に基づいて説明す
る。
第1図は本発明の主軸装置を示す断面図、第2図は同上
主要部分の拡大断面図、第3図は第2図のA−A矢視断
面図である。
第1図において、主軸1は主軸本体2に対して軸受3.
4等にて回転自在に支持され、例えば後端のプーリ5を
介して図示しない主軸モータから回転力が伝達される。
主軸1先端側にはテーバ礼状のホルダー装着部6が形成
され、それより後方に向は主軸1と略同軸状の中空部7
が貫通形成されている。この中空部7にはクランプロッ
ド8が図示しないクランプ用シリンダに連結されて軸方
向に進退自在に挿通されている。そしてこのクランプロ
ッド8の先端部に設けた複数のクランプボール9が主軸
1に固定したガイドブツシュ10に沿って中心方向に進
退移動されることで上記ホルダー装着部6に挿入された
工具ホルダー11のプルスタッド部12をクランプ、ア
ンクランプするようになっている。
さらに、主軸1の中空部7内には、上記クランプロッド
8を常時クランプ方向すなわち後退方向に付勢するため
の皿ばね13が収納されている。
この皿ばね13はその内径部はクランプロッド8に摺動
自在に嵌挿され、外径部は主軸1内径に対し隙間δをも
って移動自在に嵌合されている。そして、この皿ばね1
3の一端側は主軸1側に当接され他端側はクランプロッ
ド8のフランジ8aに当接されている。
また、第2図および第3図で示すように、皿ばね13全
長の中間部付過少なくとも1箇所において、環状部材と
しての振止め用カラー14が前後の皿ばね13間に挟ま
れた状態でクランプロッド8と同心的にかつ軸方向に移
動可能に嵌挿されている、この振止め用カラー14は主
軸1内で主軸1中心と同心状態に保持されている。
本実施例では、主軸1側の同一円周上で略等角度間隔で
それぞれ径方向に3個の保持孔15を貫通形成し、この
保持孔15にそれぞれ鋼球16を上記振止め用カラー1
4外径に向かって挿入し、ボルト17および調整用ワッ
シャ18によって3個の鋼球16を主軸1内径部に転勤
可能にかつ中心方向に対し調整可能に位置状め保持して
いる。
また、との各鋼球16に対し振止め用カラー14の外周
面3箇所に例えばVSSの軸方向の直線溝19が形成さ
れ、この直線溝19で上記鋼球16を受けることによっ
て、上記振止め用カラー14の主軸1に対する回転を抑
え、しかも皿ばね13の伸縮移動に拘らず、振止め用カ
ラー14が常に主軸1と同位相で同軸状態にあるように
保持されている。
さらに、主軸1側には主軸1内径部における鋼球支持面
となる上記ボルト17先端面に鋼球16を受ける凹部と
しての球面孔20を形成するととにより、3個の鋼球1
6をそれぞれ所定位置に安定して保持している。
このようにしたことにより、工具ホルダー11をクラン
プした状態で主軸1が高速回転されると、主軸1ととも
にクランプロッド8および皿ばね13も一体に回転され
る。このとき、振止め用カラー14のない従来装置では
この高速回転によりもともと若干のアンバランスをもつ
皿ばね13の遠心力によりクランプロッド8ごと曲げら
れ、結果的に主軸1全体としてアンバランスが発生する
。しかし、本装置では皿ばね13が中空部7との隙間δ
範囲で径方向に対し変形したとしても、クランプロッド
8は振止め用カラー14部分でその外周を主軸1側から
3個の鋼球16を介してその中心を常に主軸1中心と一
致するように保持されているので、皿ばね13の影響に
よるクランプロッド8の曲がりが抑えられ、常に主軸1
と同軸状態に維持される。
よって、クランプロッド8に曲がりが生じないため、皿
ばね13のアンバランスもある程度抑えられ、主軸1に
アンバランスを生じることなく、したがって、その先端
でクランプしている工具に振れを生じることなく高精度
な安定した加工が行える。
[変形例] なお、本発明は上記実施例で示した構造に限定されるこ
となく、例えば振止め用カラー14の外周を鋼球16を
介して支持しなくとも主軸1側に心出し用の当り面を突
設し、この当り面とカラ−14外周面とを摺合させるこ
とも可能であり、また他に静圧等によって弊接触支持す
ること等も可能である。
さらに、クランプロッド8或は収納されている皿ばね1
3の全長に応じて、振止め用カラー14を2個以上設は
複数箇所にて心出し支持するようにしてもよい。
[発明の効果] 本発明によれば、主軸回転時、例え皿ばねがその外径方
向へ主軸内径との間の隙間範囲で曲がりアンバランスが
生じたとしても、その内径に挿入されているクランプロ
ッドは中間部で振止め用の環状部材により主軸に対し常
に心出し状態で保持されているため、クランプロッドは
皿ばねの影響を受けることなく曲がりが抑えられ、これ
により皿ばねのアンバランスもある程度抑えられ、よっ
て皿ばねによる主軸のアンバランスが防止される。
したがって、その先端でクランプしている工具に振れを
生じることなく高速回転時においても高精度な安定した
加工が行える。
また、上記環状部材外周と主軸との間に複数個の鋼球な
介在させたことにより、面接触で支持するよりもクラン
プ、アンクランプ動作時の皿ばねの伸縮移動に追従して
環状部材と主軸との間の摩擦抵抗が少なく滑りがスムー
ズとなり、摩耗等の心配がなく恒久的な心出し効果が得
られる。
また、主軸内径部に鋼球な中心方向に対し調整可能に設
けたことにより、主軸内径部への鋼球装着時に一度その
位置調整を行うだけで環状部材の軸方向への移動に対し
ても主軸中心に対する鋼球の互の位置が変わらないため
、常に正確な心出し4゜ が可能である。
また、環状部材の外周面複数箇所に鋼球を受ける軸方向
の直線溝を設けたことにより、環状部材の主軸に対する
回転を抑え鋼球の転勤を安定させるとともに、皿ばねの
伸縮移動に拘らず環状部材を常に主軸と同位相とし常に
同軸状態に保持できる。
さらに、主軸内径部における鋼球支持面に鋼球を受ける
凹部を設けたことにより、各鋼球なそれぞれ略一定の位
置に安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の主軸装置を示す断面図、第2図は同上
主要部分の拡大断面図、第3図は第2図のA−A矢視断
面図である。 1・・・主軸、8・・・クランプロッド、11・・・工
具ホルダー、13・・・皿ばね、14・・・環状部材と
しての振止め用カラー 16・・・鋼球、17・・・鋼
球支持面を有するボルト、18・・・調整用ワッシャ、
19・・・直線溝、20・・・凹部としての球面孔。 第2図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主軸内にクランプロッドを進退自在に支持し、こ
    のクランプロッドの進退動によつて主軸に装着された工
    具ホルダーをクランプまたはクランプ解除するとともに
    、クランプロッドを常にクランプ方向に付勢する皿ばね
    を備えた主軸装置において、環状部材を皿ばね間に挟ま
    れた状態でクランプロッドに軸方向移動可能に嵌挿し、
    この環状部材を主軸内で主軸中心と同心状態に保持した
    ことを特徴とする主軸装置。
  2. (2)環状部材外周と主軸との間に複数個の鋼球を介在
    させたことを特徴とする請求項1記載の主軸装置。
  3. (3)上記鋼球を主軸内径部に中心方向に対し位置調整
    可能に設けたことを特徴とする請求項2記載の主軸装置
  4. (4)環状部材の外周面複数箇所に上記鋼球を受ける軸
    方向の直線溝を設けたことを特徴とする請求項3記載の
    主軸装置。
  5. (5)主軸内径部における鋼球支持面に上記鋼球を受け
    る凹部を設けたことを特徴とする請求項3または4記載
    の主軸装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0563701U (ja) * 1992-02-10 1993-08-24 豊田工機株式会社 主軸装置
CN111853122A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 珠海格力电器股份有限公司 碟簧组件、电主轴和加工设备
JP2021016918A (ja) * 2019-07-22 2021-02-15 Dgshape株式会社 スピンドル装置
CN115091364A (zh) * 2022-06-22 2022-09-23 长春工业大学 一种压电式轴向振动主轴

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CN115091364B (zh) * 2022-06-22 2023-09-08 长春工业大学 一种压电式轴向振动主轴

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